JP2002243037A - 動力ユニット - Google Patents

動力ユニット

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Nobuyuki Tani
信幸 谷
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Daikin Sauer Danfoss Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 エンジン(13)とＨＳＴ(24)とを一体的に備え
た動力ユニット(U) でエンジンに用いられる潤滑油とＨ
ＳＴ(24)の作動油を共用する場合に、ＨＳＴ(24)側での
効率低下や焼き付きを防止できるようにする。 【解決手段】 エンジン(13)側からＨＳＴ(24)へ共用オ
イルを冷却してから入れる構成とすることで、共用オイ
ルの粘性が低下するのを抑え、装置の過熱も防止する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、静油圧式変速機を
含む変速機構がエンジンに一体的に装着された構成の動
力ユニットに関し、特に、エンジンに用いられる潤滑油
と作動油とを共用する場合の共用オイルの冷却構造に関
する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、例えば４輪バギー車等の全地
勢走行車（All Terrain Vehicle ：以下「ＡＴＶ」とい
う）、バス、トラック、各種建設機械、もしくは各種産
業機械等に、油圧機械式変速機（Hydro Mechanical Tra
nsmission ；以下、「ＨＭＴ」という）といわれる無段
変速機が用いられている。このＨＭＴは、米国特許第
４，３４１，１３１号公報や特開昭５４−３５５６０公
報などに記載されているように、作動油の静圧エネルギ
ーを利用する静油圧式変速機（Hydro Static Transmiss
ion ；以下、「ＨＳＴ」という）と、機械式変速機（Me
chanical Transmission ；以下、「ＭＴ」という）と
を、遊星歯車機構等の差動歯車機構を介して組み合わせ
るようにしたものであり、差動歯車機構においてＨＳＴ
側の入力とＭＴ側の入力を合成することにより、無段階
で連続した変速を行う構成になっている。
【０００３】このＨＭＴは、エンジンに一体的に設ける
ことも知られており、そのように構成した動力ユニット
は、例えば特開平７−１１３４５４号（特許第３０１６
０５７号）公報などに記載されている。エンジンとＨＭ
Ｔとを一体化する方法としては、ＨＭＴのケーシングを
エンジンのクランクケースに装着して固定する方法や、
エンジンとＨＭＴとを共通のケーシング内で構成する方
法などがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】このようにエンジンと
ＨＭＴとを一体化する場合には、エンジンの潤滑油とＨ
ＳＴの作動油とを共用にすることが可能である。また、
共用オイルを用いることは、ＨＳＴのみを変速機として
用い、これをエンジンと一体化する場合でも可能であ
る。
【０００５】しかし、これらの場合には、共用オイルの
温度管理が困難である。つまり、一般にエンジン側の温
度がＨＳＴ側の温度よりも高いため、エンジン側で温度
の高くなった共用オイルがＨＳＴに回ると作動油として
は粘性が低くなりすぎ、漏れが多くなって動力の伝達効
率が低下するおそれがあり、過熱による焼き付きのおそ
れもある。
【０００６】本発明は、このような問題点に鑑みて創案
されたものであり、その目的とするところは、エンジン
とＨＳＴとでオイルを共用する場合に、ＨＳＴ側での効
率低下や焼き付きを防止できるようにすることである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、エンジン(13)
側からＨＳＴ(24)へ共用オイルを冷却してから入れるよ
うにしたものである。
【０００８】具体的に、本発明が講じた第１の解決手段
は、エンジン(13)と、静油圧式変速機(24)を含む変速機
構(T) とを一体的に備え、潤滑油と作動油とが共用され
る動力ユニットにおいて、エンジン(13)と静油圧式変速
機(24)との間で共用オイルを循環させる送油手段(70,1
5) と、エンジン(13)から静油圧式変速機(24)への送油
経路(R) 中で共用オイルを冷却する冷却手段(40d,77)と
を備えていることを特徴としている。
【０００９】また、本発明が講じた第２の解決手段は、
上記第１の解決手段において、変速機構(T) が、静油圧
式変速機(24)に機械式変速機(23)を組み合わせて構成さ
れたものであることを特徴としている。つまり、変速機
構(T) を油圧機械式変速機としたものである。
【００１０】上記第１，第２の解決手段においては、共
用オイルは、送油手段(70,15) によりエンジン(13)と静
油圧式変速機(24)との間を循環し、エンジン(13)を潤滑
するとともに、静油圧式変速機(24)の作動油として機能
する。また、エンジン(13)側で温度の高くなった共用オ
イルは、静油圧式変速機(24)への送油経路(R) 中で、冷
却手段(40d,77)により冷却される。したがって、エンジ
ン(13)側での状態よりも温度が低くなり、粘性が高くな
った状態で静油圧式変速機(24)に供給される。
【００１１】また、本発明が講じた第３の解決手段は、
上記第１または第２の解決手段において、冷却手段が、
動力ユニット(U) が備えているケーシング(40,42) の外
面に設けられた放熱部(40d) により構成され、送油経路
(R) が放熱部(40d) に沿うように配設されていることを
特徴としている。この放熱部(40d) は、放熱フィンなど
により構成することができる。
【００１２】このように構成すると、共用オイルは、エ
ンジン(13)から静油圧式変速機(24)へ向かって送油経路
(R) を流れる際に、ケーシング(40,42) の外面に設けら
れている放熱部(40d) において放熱し、冷却される。そ
して、共用オイルは温度が下がって粘性が高くなった状
態で静油圧式変速機(24)に供給される。
【００１３】また、本発明が講じた第４の解決手段は、
上記第１または第２の解決手段において、冷却手段が、
送油経路(R) 中に設けられたオイルクーラ(77)により構
成されていることを特徴としている。
【００１４】このように構成すると、共用オイルは、エ
ンジン(13)から静油圧式変速機(24)へ向かって送油経路
(R) を流れる際に、その経路(R) 中に設けられているオ
イルクーラ(77)において冷却される。そして、共用オイ
ルは、上記と同様に温度が下がって粘性が高くなった状
態で静油圧式変速機(24)に供給される。
【００１５】また、本発明が講じた第５の解決手段は、
上記第１，第２，第３または第４の解決手段において、
送油手段が、静油圧式変速機(24)のチャージポンプ(70)
により構成されていることを特徴としている。
【００１６】このように構成すると、共用オイルは、静
油圧式変速機(24)のチャージポンプ(70)のチャージ圧を
利用してエンジン(13)から静油圧式変速機(24)へ流れる
ことで、エンジン(13)と静油圧式変速機(24)との間を循
環する。
【００１７】また、本発明が講じた第６の解決手段は、
上記第１，第２，第３または第４の解決手段において、
送油手段が、エンジン(13)の潤滑ポンプ(15)により構成
されていることを特徴としている。
【００１８】このように構成すると、共用オイルは、エ
ンジン(13)の潤滑ポンプ(15)を利用してエンジン(13)か
ら静油圧式変速機(24)へ送られることで、エンジン(13)
と静油圧式変速機(24)との間を循環する。
【００１９】
【発明の効果】上記第１の解決手段によれば、共用オイ
ルがエンジン(13)側での状態よりも温度が下がって粘性
の高くなった状態で静油圧式変速機(24)に供給されるた
め、漏れを抑えることが可能となり、動力の伝達効率の
低下を防止できる。また、静油圧式変速機(24)の焼き付
きも防止できる。さらに、オイルを共用することによ
り、個別にオイルリザーバを設ける必要がなくなるた
め、装置をコンパクトに設計できる。
【００２０】また、上記第２の解決手段によれば、エン
ジン(13)とＨＭＴ(T) とが一体になった動力ユニット
(U) において、ＨＳＴ(24)側での共用オイルの漏れを抑
えることにより動力伝達効率の低下を確実に防止でき、
焼き付き防止やコンパクト化も可能となる。
【００２１】また、上記第３の解決手段によれば、動力
ユニット(U) のケーシング(40,42)に放熱フィンなどの
放熱部(40d) を設け、送油経路(R) をこの放熱部(40d)
に沿って通すことにより、簡単な構造で上記第１，第２
解決手段の効果を奏する動力ユニット(U) を実現でき
る。
【００２２】また、上記第４の解決手段によれば、送油
経路(R) 中にオイルクーラ(77)を設けることにより、簡
単な構造で上記第１，第２解決手段の効果を奏する動力
ユニット(U) を実現できる。また、オイルクーラ(77)を
エンジン(13)側と変速機構(T) 側で共用することも可能
であるため、装置をコンパクトに構成できる。
【００２３】さらに、上記第５の解決手段によれば、静
油圧式変速機(24)のチャージポンプを利用することによ
り、また、上記第６の解決手段によれば、エンジン(13)
の潤滑ポンプ(15)を利用することにより、いずれも構造
を複雑にすることなく、上記各解決手段の効果を奏する
動力ユニットを実現できる。
【００２４】
【発明の実施の形態１】以下、本発明の実施形態を図面
に基づいて詳細に説明する。この実施形態１は、エンジ
ンと変速機構であるＨＭＴとが一体に構成された動力ユ
ニットを４輪駆動のＡＴＶに搭載したものである。この
動力ユニットは、エンジンに用いられる潤滑油とＨＭＴ
の作動油とを共用するように構成されている。
【００２５】図１は、このＡＴＶ(A) の外観を示してい
る。符号(1) は、詳細は省略するがパイプフレームから
なる車体であって、この車体(1) の上側には前方から後
方に向かって順に、左右にフェンダ(2) ，(2) の設けら
れたフロントカウル(3) 、ハンドル(4) 、燃料タンク
(5) 、シート（運転座席）(6) 、及び左右にフェンダ
(7) ，(7) の設けられたリヤカウル(8) が配設されてい
る。
【００２６】前記フロントカウル(3) の下方の車体最前
部にはバンパー(9) と一体にアンダーカウル(10)が設け
られ、その後方には左右両側にストラットサスペンショ
ン(11)を介して前車輪(12)，(12)が配設されている。ま
た、前記燃料タンク(5) の下方からシート(6) の下方に
亘って、エンジン(13)、ＨＭＴ(T) 及び副変速機(14)か
らなるパワートレインが配設されており、ＨＭＴ(T) は
シート(6) の略真下に位置している。そのパワートレイ
ンの後方には、車体(1) の左右両側にそれぞれトレーリ
ングアームサスペンション(図示せず)を介して後車輪(1
6)，(16)が配設されている。
【００２７】図２は、ＡＴＶ(A) のエンジン(13)から駆
動輪(12)，(16)までの動力伝達系路の構成を車体上方か
ら見た状態で模式的に示している。このエンジン(13)
は、クランク軸(13a) をＡＴＶ(A) の車幅方向に向けて
横置きに搭載されている。このエンジン(13)の右側（車
幅方向一側）には、クランクケース(42)に接してＨＭＴ
(T) が配置されている。そして、クランクケース(42)に
ＨＭＴ(T) の変速機ケーシングが取り付けられて一体に
なっており、エンジン(13)とＨＭＴ(T) とによって動力
ユニット(U) が構成されている。
【００２８】このＨＭＴ(T) の後端部はエンジン(13)の
クランクケース後端部よりも車体後方まで延びていて、
その左側（車幅方向他側）、即ちエンジン(13)の車体後
方には、副変速機(14)と、この副変速機(14)からの出力
回転の向きを変えるための一対のベベルギヤ(17)，(17)
とが配置されている。被駆動側のベベルギヤ(17)は、車
体(1) の下方において車体前後方向に延びるドライブシ
ャフト(18)上に設けられていて、該ドライブシャフト(1
8)の前後両端部がそれぞれディファレンシャルギヤ(1
9)，(19)を介して、前輪車軸(20)及び後輪車軸(21)に接
続されている。
【００２９】以上の構成において、ＨＭＴ(T) は、車幅
方向についてエンジン(13)の中心部よりも右側に設けら
れていて、パワートレインの中で車幅方向外方寄りに位
置している。
【００３０】前記ＨＭＴ(T) は、エンジン(13)のクラン
ク軸(13a) からの入力回転を、一旦２つに分割し、それ
ぞれ、機械式変速機（ＭＴ）(23)及び静油圧式変速機
（ＨＳＴ）(24)により伝達した後に、該ＭＴ(23)の遊星
歯車機構により合成して出力するものである。
【００３１】図３及び図４にそれぞれ示すように、前記
ＭＴ(23)は、エンジン(13)の車体右側に突出するクラン
ク軸(13a) 端に直結された入力軸(25)と、この入力軸(2
5)の中間部にスプラインにより回転一体に設けられた入
力ギヤ(27)と、出力軸(26)と同軸に配置されて、前記入
力ギヤ(27)からの入力回転を受け入れる遊星歯車機構(2
8)とから構成されている。また、前記ＨＳＴ(24)は、斜
板式アキシャルピストンポンプ(30)（以下、単にピスト
ンポンプという）と斜板式アキシャルピストンモータ(3
1)（以下、単にモータという）とが油圧閉回路(32)によ
り接続されたものである。
【００３２】前記ＭＴ(23)の遊星歯車機構(28)は、モー
タ(31)の軸(33)に回転一体に設けられたサンギヤ(34)
と、このサンギヤ(34)に噛み合いかつその周囲を自転し
ながら公転する複数のプラネタリギヤ(35)（図には１つ
のみ示す）と、内周の内歯が前記複数のプラネタリギヤ
(35)に噛合するとともに、外周には入力ギヤ(27)と噛合
する外歯が形成されたリングギヤ(36)と、出力軸(26)の
一側の端部に回転一体に設けられ、前記複数のプラネタ
リギヤ(35)をそれぞれ回転自在に支持するプラネタリキ
ャリア(37)とから構成されている。
【００３３】この遊星歯車機構(28)において、前記入力
軸(25)へ入力された回転力は、その一部分が入力ギヤ(2
7)から遊星歯車機構(28)のリングギヤ(36)へと伝達され
る。一方、残りの回転力は、ピストンポンプ(30)により
油圧力に変換されて、油圧閉回路(32)を介してモータ(3
1)に伝えられ、このモータ(31)により再び回転力に変換
されてモータ軸(33)上のサンギヤ(34)へ伝達される。そ
して、それぞれ回転するリングギヤ(36)とサンギヤ(34)
とからそれらに噛合する複数のプラネタリギヤ(35)に伝
えられた回転力が合成されて、プラネタリキャリア(37)
から出力軸(26)に出力される。
【００３４】以下、この実施形態１のＨＭＴ(T) の構成
をさらに詳しく説明する。
【００３５】まず、図３に示すように、前記ＭＴ(23)と
ＨＳＴ(24)とは変速機ケーシング(40)に一体的に設けら
れていて、変速機ケーシング(40)はエンジン(13)のクラ
ンクケース(42)に一体的に取り付けられている。変速機
ケーシング(40)は、隔壁部(40a) によって、入力軸(25)
の軸心方向について一側（車体右側）と反対側の他側
（車体左側）とに区画されている。この隔壁部(40a) よ
りも車体右側の部分は、その開口端をエンドキャップ(4
1)により閉止されていて、この閉止部分がＨＳＴ(24)の
ピストンポンプ(30)とモータ(31)とを一緒に収容するＨ
ＳＴ収容部(40b)とされている。また、該変速機ケーシ
ング(40)における隔壁部(40a) よりも車体左側の部分は
クランクケース(42)により閉止されていて、その内部が
ＭＴ(23)を収容するＭＴ収容部(40c) とされている。
【００３６】この実施形態１では、ＨＭＴ(T) の入力軸
(25)はピストンポンプ(30)のポンプ軸と一体に形成され
ている。この一体の入力軸(25)は、変速機ケーシング(4
0)の車体前方側（図の上側）において、クランクケース
(42)から隔壁部(40a) 及びエンドキャップ(41)まで貫通
して車幅方向に延びるように配置されていて、該クラン
クケース(42)、隔壁部(40a) 及びエンドキャップ(41)に
それぞれ配設された転がり軸受(45)，(46)，(47)により
回転自在に支持されている。
【００３７】前記入力軸(25)は、図に仮想線Ｃで示す部
位を境にして、クランク軸(13a) からの回転を受け入れ
る本来の入力軸部(25a) と、ポンプ軸の機能を有するポ
ンプ軸部(25b) とが一体となったものである。尚、入力
軸(25)とポンプ軸とを別々に形成して、それらをカップ
リング等により結合するようにしてもよい。
【００３８】一方、ＨＭＴ(T) の出力軸(26)は、変速機
ケーシング(40)の車体後方側（図の下側）において前記
入力軸(25)と平行に車幅方向に延びるように配置されて
いる。この出力軸(26)は、クランクケース(42)のカバー
部(42b) に図の左側へ突出するように形成された円筒状
のボス部(42a) に配設された２つの転がり軸受(48)，(4
8)により回転自在に支持されている。
【００３９】このように、前記入力軸(25)及び出力軸(2
6)は、エンジン(13)のクランク軸(13a) と平行に車幅方
向に延びていて、互いに車体前後方向に離れて並列に配
置されている。また、該出力軸(26)は、モータ(31)の軸
(33)と同一軸心上に位置し、その車体左側（車幅方向他
側）の端部が図示しないカップリングにより副変速機(1
4)の主軸に接続されている一方、車体右側（車幅方向一
側）の端部が遊星歯車機構(28)のプラネタリキャリア(3
7)に接続されている。
【００４０】ＨＳＴ(24)のモータ軸(33)は、変速機ケー
シング(40)の隔壁部(40a) を貫通して車幅方向に延びて
いて、該隔壁部(40a) 及びエンドキャップ(41)にそれぞ
れ配設された転がり軸受(49)，(50)により回転自在に支
持されている。そして、前記隔壁部(40a) を貫通してＭ
Ｔ収容部(40c) の内部に突出するモータ軸(33)上に、該
隔壁部(40a) から近い順に遊星歯車機構(28)のリングギ
ヤ(36)、サンギヤ(34)及びプラネタリキャリア(37)が配
設されている。前記リングギヤ(36)は、モータ軸(33)上
に軸受(51)，(51)により回転自在に配設された円板状の
プレート部(36a) と、このプレート部(36a) の外周部に
取り付けられた円環状のギヤ部(36b) とからなり、該ギ
ヤ部(36b) の内周側にはプラネタリギヤ(35)に対し外側
から噛み合う内歯が形成され、また、外周側には入力ギ
ヤ(27)に噛み合う外歯が形成されている。
【００４１】また、前記サンギヤ(34)は、モータ軸(33)
に対しスプラインにより回転一体に接続されていて、前
記リングギヤ(36)との間に位置するプラネタリギヤ(35)
に対して内側から噛み合うようになっている。さらに、
前記プラネタリキャリア(37)は、出力軸(26)の端部に外
挿されてスプラインにより回転一体に固定された筒状部
(37a) を有している。この筒状部(37a) の一側に相対的
に大径の拡径部(37b)と円板状の鍔部(37c) とが設けら
れていて、該拡径部(37b) の内部に圧入された転がり軸
受(52)により、モータ軸(33)の車幅方向他側の端部に回
転自在に取り付けられている。このプラネタリキャリア
(37)の鍔部(37c) には、円周方向に等間隔を空けた複数
箇所にそれぞれピン(53)，(53)，…（図には１つだけ示
す）が配設されており、この各ピン(53)に嵌合された転
がり軸受(54)に各々プラネタリギヤ(35)が回転自在に支
持されている。
【００４２】要するに、ＭＴ(23)の遊星歯車機構(28)
は、出力軸(26)の車体右側に位置し、該出力軸(26)の車
体右側の端部に接続される一方、変速機ケーシング(40)
の隔壁部(40a) を挟んで車体右側に位置するモータ(31)
の軸(33)にも接続されている。尚、該モータ軸(33)を、
図に仮想線Ｃ′で示す部位を境にして遊星歯車機構(28)
の中心軸と本来のモータ軸(33)とに分割し、これらの２
つの軸を当該部位においてカップリング等により結合す
るようにしてもよい。
【００４３】続いて、ＨＳＴ(24)のピストンポンプ(30)
の構造について、より詳しく説明する。
【００４４】このピストンポンプ(30)は、入力軸(25)の
ポンプ軸部(25b) にシリンダバレル(56)を一体的に設け
たものである。詳細は図示しないが、該シリンダバレル
(56)の内部には、軸心(X) を中心とする円周上位置に周
方向に所定間隔を空けて、該軸心(X) の方向に長い複数
のシリンダ室(57)，(57)，…が設けられている。この各
シリンダ室(57)の軸心方向一側（図の右側）には、シリ
ンダバレル(56)の軸心方向一側の端面に開口するように
各シリンダ室(57)毎にポート(58)が形成されている。一
方、該各シリンダ室(57)の他側は、シリンダバレル(56)
の軸心方向他側の端面である斜板側端面に開口してい
て、それぞれピストン(59)を往復動可能に収容してい
る。
【００４５】前記シリンダバレル(56)の斜板側端面に対
向して、前記ピストン(59)，(59)，…の往復動ストロー
クを調節する可変斜板(60)が配設されている。この斜板
(60)には、前記のようにシリンダ室(57)から突出するピ
ストン(59)の端部を当接状態にて保持するスラスト板(6
1)が２つの転がり軸受(62)，(63)により支持されてい
て、ピストン(59)及びシリンダバレル(56)と共に軸心
(X) の周りをスムーズに回転できるようになっている。
また、該可変斜板(60)は、その斜板角度が零になる中立
位置を挟んで、図３に示すように斜板角度が最大になる
正転側と逆転側との両方の最大傾斜位置の間で傾動可能
に構成されている。そして、図示しないが、油圧シリン
ダやＤＣモータ等のアクチュエータにより傾動されて、
斜板角度が増大ないし減少されるようになっている。
【００４６】前記入力軸(25)及びシリンダバレル(56)が
エンジン(13)からの入力により回転駆動されると、ピス
トン(59)，(59)，…は軸心(X) の周りを公転しながら、
それぞれ可変斜板(60)の傾斜角度に対応するストローク
を往復動し、これにより、各シリンダ室(57)への作動油
の給排が行われる。すなわち、作動油の吐出行程にある
シリンダ室(57)では、斜板(60)の傾斜に沿ってピストン
(59)がシリンダ室(57)に押し込まれ、該シリンダ室(57)
内の作動油がポート(58)を介してシリンダバレル(56)か
ら吐出される。一方、吸入行程にあるシリンダ室(57)で
は、ピストン(59)はポート(58)を介してシリンダ室(57)
に流入する作動油の圧力（チャージ圧）を受けて、斜板
(60)の傾斜に沿って徐々に該シリンダ室(57)から押し出
される。
【００４７】各シリンダ室(57)への作動油の給排は、シ
リンダバレル(56)のポート側の端面に摺接するバルブプ
レート(65)を介して行われる。このバルブプレート(65)
は、エンドキャップ(41)内に形成された一対の油通路(6
6)，(66)、即ち油圧ピストンポンプ(30)とモータ(31)と
の間で油圧閉回路(32)を構成する一対の油通路に対し
て、シリンダ室(57)，(57)，…の連通状態を切り替える
ものである。バルブプレート(65)は、詳細は図示しない
が、全体として扁平な円筒状とされ、前記各通路(66)に
それぞれ対応するようにシリンダバレル(56)の円周方向
に長い２つの円弧状断面の孔部(68)，(68)が設けられた
ものである。そして、前記したように吐出行程にあるシ
リンダ室(57)，(57)，…から吐出された作動油がバルブ
プレート(65)の一方の孔部(68)を介して一方の油通路(6
6)に流通する一方、他方の油通路(66)から還流する作動
油は他方の孔部(68)を介して吸入行程にあるシリンダ室
(57)，(57)，…に供給される。
【００４８】また、前記バルブプレート(65)は、シリン
ダバレル(56)のポート側端面に対してコイルバネ(69)
（付勢手段）により押圧付勢されたフローティングタイ
プのものである。このバルブプレート(65)は、シリンダ
バレル(56)のポート側の端面に摺接する摺接面を備えた
相対的に大径の大筒部材(65a) と、この大筒部材の内側
に嵌合された小筒部材(65b) とから構成されている。そ
して、この小筒部材(65b) がエンドキャップ(41)に設け
られた環状の溝部に圧入されて固定されるとともに、こ
の小筒部材(65b) に対して大筒部材(65a) が遊嵌状態で
取り付けられて、コイルバネ(69)によりシリンダバレル
(56)のポート側端面に対して押圧されている。
【００４９】このように、シリンダバレル(56)と摺接す
る大筒部材(65a) をフローティングタイプとすること
で、シリンダバレル(56)やエンドキャップ(41)の寸法の
誤差を吸収して、該シリンダバレル(56)のポート側の端
面とバルブプレート(65)との摺接状態を良好に維持する
ことができる。尚、図示しないが、前記大筒部材(65a)
と小筒部材(65b) との間にはＯリング等が配設されてい
て、該両部材間における作動油の漏れ量を所定量以下に
保つようになっている。
【００５０】さらに、前記入力軸(25)の先端は、エンド
キャップ(41)を貫通していて、その端部には、ＨＳＴ(2
4)の油圧閉回路(32)における漏れ油を補給するためのチ
ャージポンプ(70)が配設されている。このチャージポン
プ(70)は、例えばトロコイドポンプからなるもので、図
４に示すように、エンジンのオイルリザーバ（共用オイ
ルリザーバ）(71)から共用オイル（作動油）を汲み上げ
て、油圧閉回路(32)を構成する一対の油通路(66)，(66)
のうちの低圧側の方に対し、チェック弁(72)，(72)を介
して供給するようになっている。このときに、低圧側の
油通路(66)へ供給される作動油の圧力が油圧閉回路(32)
におけるいわゆるチャージ圧であり、その値はブリード
オフ弁(73)により設定されている。
【００５１】また、前記油圧閉回路(32)には、一対の油
通路(66)，(66)のうちの高圧側において作動油の圧力状
態が過度に高くなったときに、この高圧側の油通路(66)
から低圧側の油通路(66)に作動油を流通させるよう、一
対のリリーフ弁(74)，(74)が配設されている。また、こ
れとは別に、所定の条件下で前記一対の油通路(66)，(6
6)同士を連通させて、ＨＳＴ(24)における動力伝達を遮
断するための電磁弁からなるバイパス弁(75)が配設され
ている。このバイパス弁(75)は、通常は前記一対の油通
路(66)，(66)同士を連通させない閉止位置（図に示す位
置）とされる一方、図外のコントローラからの制御信号
を受けて、該油通路(66)，(66)同士を連通させる連通位
置に切り替えられる。バイパス弁(75)は、ＨＳＴ(24)ひ
いてはＨＭＴ(T) を、動力の伝達を行わない動力遮断状
態に切り替えるクラッチの機能を有するものである。
【００５２】ＨＳＴ(24)の入力側のピストンポンプ(30)
が前記のように構成されているのに対して、出力側のモ
ータ(31)も、斜板(76)の傾斜角度が固定されているのを
除いて略同様に構成されているので、このモータ(31)に
ついてはピストンポンプ(30)と同様の部材には同じ符号
を付し、その詳細な説明は省略する。
【００５３】ピストンポンプ(30)及びモータ(31)は、上
述したように、変速機ケーシング(40)におけるＨＳＴ収
容部(40b) に収容されているが、このＨＳＴ収容部(40
b) の内部は作動油により満たされてはおらず、その代
わりに、図３に仮想線で示すように、エンドキャップ(4
1)の内壁においてＨＳＴ収容部(40b) の内部に臨むよう
に開口するオリフィス通路(80)を設けて、このオリフィ
ス通路(80)にチャージポンプ(70)により作動油を供給し
て、噴霧状の潤滑油を噴出させるようにしている。これ
により、ピストンポンプ(30)及びモータ(31)のシリンダ
バレル(56)の回転抵抗を大幅に減少させるとともに、各
摺動部に対して噴霧状の作動油を供給して、潤滑及び冷
却を行わせることができる。
【００５４】一方、図４には示していないが、チャージ
ポンプ(70)は、共用オイルをエンジン(13)に供給する潤
滑ポンプの機能も有している。具体的には、チャージポ
ンプ(70)は、共用オイルをオイルリザーバ(71)からエン
ジン(13)、ＨＳＴ(24)の順に送るように構成されてい
る。また、前記ＨＳＴ収容部(40b) の底部には作動油を
排出するドレイン通路(40e) が設けられている。このド
レイン通路(40e) は、エンジンオイルリザーバ(72)に接
続され、該リザーバ(71)に共用オイルを戻すものであ
る。したがって、共用オイルは、チャージポンプ(70)に
よって、エンジン(13)とＨＳＴ(24)の間で循環する。
【００５５】このように、本実施形態１の動力ユニット
(U) は、クランクケース(42)に変速機ケーシング(40)が
取り付けられて、エンジン(13)とＨＭＴ(T) とが一体化
された構成において、エンジン(13)とＨＳＴ(24)との間
でオイルを循環させることにより、エンジンオイルとＨ
ＳＴ(24)の作動油とを共用するようにしている。
【００５６】そして、オイルリザーバ(71)とＨＳＴ(24)
との間のオイル経路のうち、エンジン(13)側からＨＳＴ
(24)側への送油経路(R) は、クランクケース(42)及び変
速機ケーシング(40)の外面に沿った位置に設けられてい
る。また、変速機ケーシング(40)の外面には放熱フィン
(40d) が形成され、送油経路(R) が放熱フィン(40d)に
沿うように配設されている。該放熱フィン(40d) は、エ
ンジン(13)側からＨＳＴ(24)への送油経路(R) 中で共用
オイルを冷却する冷却手段としての放熱部を構成してい
る。
【００５７】なお、上記構成では、ＨＳＴ(24)のチャー
ジポンプ(70)のみで共用オイルをオイルリザーバ(71)か
らエンジン(13)とＨＳＴ(24)とに供給するようにしてい
るが、場合によっては、エンジン(13)の潤滑ポンプを別
途設けてエンジン(13)の潤滑を行い、チャージポンプ(7
0)ではエンジン(13)からＨＳＴ(24)までのオイルの供給
を行うようにしてもよい。
【００５８】−運転動作− 次に、この実施形態１に係るＨＭＴ(T) の運転動作を説
明する。まず、ＡＴＶ(A) のエンジン(13)の運転により
入力軸(25)が回転し、この回転力の一部がＭＴ(23)にお
いて、入力ギヤ(27)から遊星歯車機構(28)のリングギヤ
(36)へと伝達されるとともに、ＨＳＴ(24)においてピス
トンポンプ(30)のシリンダバレル(56)が回転する。この
シリンダバレル(56)の回転によりピストン(59)，(59)，
…が傾斜状態の可変斜板(60)に沿って往復動し、これに
より、該ピストンポンプ(30)とモータ(31)との間で作動
油の供給が行われることで、前記入力軸(25)に伝達され
た回転力の一部がモータ(31)に伝えられる。
【００５９】そして、そのモータ(31)のシリンダバレル
(56)が供給される作動油を受けて回転して、該シリンダ
バレル(56)と一体のモータ軸(33)が回転することで、こ
の回転力がモータ軸(33)上に設けられた遊星歯車機構(2
8)のサンギヤ(34)に伝達される。その結果、ＭＴ(23)に
おいて遊星歯車機構(28)のリングギヤ(36)へと伝達され
る回転力とＨＳＴ(24)によりサンギヤ(34)に伝達される
回転力とが複数のプラネタリギヤ(35)を介して合成さ
れ、プラネタリキャリア(37)から出力軸(26)に出力され
る。そして、その出力軸(26)の回転が副変速機(14)、ド
ライブシャフト(18)及び車軸(20)，(21)等を介して、Ａ
ＴＶ(A) の前後左右の４車輪(12)，(16)，…にそれぞれ
伝達される。
【００６０】上記の運転中、共用オイルは、エンジン(1
3)を潤滑するとともに、ＨＳＴ(24)にも送られて、ＨＳ
Ｔ(24)の作動油として機能する。そして、エンジン(13)
側で温度の高くなった共用オイルは、ＨＳＴ(24)への送
油経路(R) 中で、放熱フィン(40d) に沿って流れるとき
に放熱し、冷却される。したがって、該共用オイルは、
エンジン(13)側での状態よりも温度が低く、粘性が高く
なった状態でＨＳＴ(24)に供給される。
【００６１】−実施形態１の効果− この実施形態１によれば、共用オイルがエンジン(13)側
での状態よりも温度が下がって粘性の高くなった状態で
ＨＳＴ(24)に供給されるため、漏れを抑えることが可能
となり、動力の伝達効率の低下を防止できるとともに焼
き付きを防止できる。このため、クランクケース(42)と
変速機ケーシング(40)とを一体化してエンジンに用いら
れる潤滑油とＨＳＴ(24)の作動油を共用化する動力ユニ
ット(U)を、性能を落とさずに実用化できる。
【００６２】また、エンジン(13)とＨＳＴ(24)との間で
の共用オイルの循環にＨＳＴ(24)のチャージポンプ(70)
を利用するとともに、変速機ケーシング(40)に放熱フィ
ン(40d) を設けることで共用オイルを冷却するようにし
ているので、簡単な構造で共用オイルの循環と冷却を実
現できる。
【００６３】
【発明の実施の形態２】本発明の実施形態２は、図５に
示すように、共用オイルの冷却手段としてオイルクーラ
(77)を設けた例である。オイルクーラ(77)は、エンジン
(13)側からＨＳＴ(24)への送油経路(R) 中に設けられて
いる。この実施形態２の動力ユニット(U) は、具体的な
構造は図示していないが、変速機ケーシング(40)に放熱
フィン(40d) が設けられていない点を除き、実施形態１
とほぼ同様のものが用いられている。また、オイルリザ
ーバ(71)からエンジン(13)とＨＳＴ(24)への共用オイル
の供給には、実施形態１と同様にＨＳＴ(24)のチャージ
ポンプ(70)を利用している。
【００６４】このように構成すると、共用オイルは、エ
ンジン(13)側からＨＳＴ(24)へ向かって送油経路(R) を
流れる際に、その経路(R) 中に設けられているオイルク
ーラ(77)において冷却される。そして、共用オイルはエ
ンジン(13)内での状態よりも温度が下がり、粘性が高く
なった状態でＨＳＴ(24)に供給される。
【００６５】このように、上記実施形態１と同様に共用
オイルがエンジン(13)側での状態よりも温度が下がって
粘性の高くなった状態でＨＳＴ(24)に供給されるため、
漏れを抑えることが可能となり、動力の伝達効率の低下
や焼き付きの発生を防止できる。このため、クランクケ
ース(42)と変速機ケーシング(40)とを一体化してエンジ
ンオイルやギヤオイルなどの潤滑油とＨＳＴ(24)の作動
油を共用化する動力ユニット(U) を実用化することが実
施形態１と同様に可能となる。
【００６６】また、エンジン(13)とＨＳＴ(24)との間で
の共用オイルの循環にＨＳＴ(24)のチャージポンプ(70)
を利用するとともに、送油経路(R) 中にオイルクーラ(7
7)を設けることで共用オイルを冷却するようにしている
ので、簡単な構造で共用オイルの循環と冷却を実現でき
る。
【００６７】
【発明の実施の形態３】前記実施形態２ではエンジン(1
3)側からＨＳＴ(24)へ共用オイルを供給する送油手段に
ＨＳＴ(24)のチャージポンプ(70)を利用するようにして
いたのに対して、本発明の実施形態３は、図６に示すよ
うに、送油手段にエンジン(13)の潤滑ポンプ(15)を利用
するようにした例である。この図では、エンジン(13)の
潤滑ポンプ(15)は示しているが、エンジン(13)への潤滑
経路は省略している。
【００６８】共用オイルの冷却手段は、実施形態２と同
様にオイルクーラ(77)を用いている。ただし、実施形態
１のように変速機ケーシング(40)などに放熱部を設け
て、該放熱部に沿って共用オイルを流すことで冷却する
ようにしてもよい。
【００６９】このように構成しても、共用オイルは、エ
ンジン(13)からＨＳＴ(24)へ向かって送油経路(R) を流
れる際に、その経路(R) 中に設けられているオイルクー
ラ(77)において冷却される。そして、共用オイルは温度
が下がって粘性が高くなった状態でＨＳＴ(24)に供給さ
れる。
【００７０】このように、上記実施形態２と同様に共用
オイルがエンジン(13)側での状態よりも温度が下がって
粘性の高くなった状態でＨＳＴ(24)に供給されるため、
漏れを抑えることが可能となり、動力の伝達効率が低下
するのを防止でき、焼き付きも防止できる。このため、
エンジン(13)のクランクケース(42)とＨＭＴ(24)の変速
機ケーシング(40)を一体化し、エンジンに用いられる潤
滑油と作動油を共用化する動力ユニット(U) を実用化す
ることが可能となる。
【００７１】また、エンジン(13)とＨＳＴ(24)との間で
の共用オイルの循環にエンジン(13)の潤滑ポンプ(15)を
利用するとともに、送油経路(R) 中にオイルクーラ(77)
を設けることで共用オイルを冷却するようにしているの
で、簡単な構造で共用オイルの循環と冷却を実現でき
る。
【００７２】
【発明のその他の実施の形態】本発明は、上記実施形態
について、以下のような構成としてもよい。
【００７３】例えば、上記実施形態ではエンジン(13)と
ＨＭＴ(T) とを一体にした動力ユニット(U) について説
明したが、動力ユニット(U) はエンジン(13)とＨＳＴ(2
4)とを一体にしたものでもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態１に係る動力ユニットを適用
したＡＴＶの外観図である。
【図２】図１のＡＴＶの動力伝達系統図である。
【図３】図１の動力ユニットの断面構造図である。
【図４】図１の動力ユニットの概略構成図である。
【図５】本発明の実施形態２に係る動力ユニットの概略
構成図である。
【図６】本発明の実施形態３に係る動力ユニットの概略
構成図である。
【符号の説明】
(13) エンジン (15) 潤滑ポンプ（送油手段） (23) 機械式変速機（ＭＴ） (24) 静油圧式変速機（ＨＳＴ） (25) 入力軸 (26) 出力軸 (28) 遊星歯車機構 (30) 斜板式アキシャルピストンポンプ（ピストンポン
プ） (31) 斜板式アキシャルピストンモータ（モータ） (32) 油圧閉回路 (40) 変速機ケーシング (40d) 放熱フィン（放熱部（冷却手段）） (42) クランクケース (70) チャージポンプ（送油手段） (71) オイルリザーバ (77) オイルクーラ（冷却手段） (A) ＡＴＶ (R) 送油経路 (T) ＨＭＴ (U) 動力ユニット
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ１６Ｈ 57/04 Ｆ１６Ｈ 57/04 Ｇ Ｆターム(参考） 3D042 AA07 AB01 AB05 AB07 BA02 BA05 BA07 BA08 BA12 BA13 BA17 BA18 BA19 BB03 BB05 BC03 BC15 3G013 AA16 AB00 DA18 3J053 AA01 AB17 AB18 AB42 AB46 DA14 DA25 EA14 FB01 FB07 3J063 AA12 AB44 AC01 BA11 BA15 BB14 CA01 CB38 XH04 XH06 XH12 XH23

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 エンジン(13)と、静油圧式変速機(24)を
    含む変速機構(T) とを一体的に備え、かつ、潤滑油と作
    動油とが共用される動力ユニットであって、 エンジン(13)と静油圧式変速機(24)との間で共用オイル
    を循環させる送油手段(70,15) と、エンジン(13)から静
    油圧式変速機(24)への送油経路(R) 中で共用オイルを冷
    却する冷却手段(40d,77)とを備えていることを特徴とす
    る動力ユニット。
  2. 【請求項２】 変速機構(T) が、静油圧式変速機(24)に
    機械式変速機(23)を組み合わせてなる油圧機械式変速機
    により構成されていることを特徴とする請求項１記載の
    動力ユニット。
  3. 【請求項３】 冷却手段が、ケーシング(40,42) の外面
    に設けられた放熱部(40d) により構成され、 送油経路(R) が放熱部(40d) に沿うように配設されてい
    ることを特徴とする請求項１または２記載の動力ユニッ
    ト。
  4. 【請求項４】 冷却手段が、送油経路(R) 中に設けられ
    たオイルクーラ(77)により構成されていることを特徴と
    する請求項１または２記載の動力ユニット。
  5. 【請求項５】 送油手段が、静油圧式変速機(24)のチャ
    ージポンプ(70)により構成されていることを特徴とする
    請求項１，２，３または４記載の動力ユニット。
  6. 【請求項６】 送油手段が、エンジン(13)の潤滑ポンプ
    (15)により構成されていることを特徴とする請求項１，
    ２，３または４記載の動力ユニット。
JP2001041913A 2001-02-19 2001-02-19 動力ユニット Pending JP2002243037A (ja)

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